用于飞机的地面制动警报的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及用于在着陆期间在当前的飞机制动不足以避免跑道偏离时向飞行员发出警报的系统、方法。
【背景技术】
[0002]已存在用于在着陆期间向飞行员发出警报跑道偏离(S卩，飞机脱离跑道的末端)的风险的现有方法和设备。然而，现有方法和设备凭借飞行员对警报的认知和理解以及各种着陆信息和数据，诸如，飞机当前的减速率、跑道状况或剩余跑道距离，来确定合适的修正动作，并且然后飞行员必须及时采取修正动作。
[0003]例如，大部分跑道包括跑道地标，诸如，确定至跑道末端的剩余距离的告示牌。飞行员使用这样的地标来估计飞机在地面上的性能(例如，其制动性能)是否跟预期性能一致并且是否还有足够长的跑道使飞机将其速度减慢到允许飞机进入出口滑行道或者停止。跑道地标还要求飞行员在所有状况下都能够读取告示牌并且然后使用该信息来估计剩余的距离与飞机的制动性能关联的程度。这个确定必须将飞机的可用减速工具考虑在内，可用减速工具包括自动制动装置(例如，自动轮距制动)、反推发动机推进器(例如，推力反向器)、以及使用襟翼(例如，扰流板或减速板)的气动制动装置。
[0004]为飞行员提供各种飞机性能特性(包括剩余跑道距离和跑道状况)的视觉和/或听觉呼叫的其他自动飞机系统是可用的。这样的系统在航空工业中一般称为近地警报系统或地形提示和警报系统(TAWS)，并且通常旨在于受控着陆期间防止地面意外事件。TAWS可以包括:(I)计算机系统(如在下文中的【具体实施方式】中倒数第二段中限定的)，该计算机系统根据使用飞机输入(诸如，位置、姿态以及空速)以及地面、障碍物和机场信息(包括跑道信息)的数据库的算法，执行操作以预测飞机的飞行路径与障碍物之间潜在的碰撞；以及(2)警报设备，该警报设备用于当计算机系统预测飞到障碍物时向飞行员提供视觉和听觉警报。TAWS可以包括软件模块，软件模块使用GPS位置数据和数据库以提供听觉呼叫和警报，听觉呼叫和警报补充在滑行、起飞、最终进近、降落和滑跑期间飞行人员对飞机位置的警觉性，包括通过当飞机接近跑道末端时提供及时的呼叫来帮助减少跑道偏离的风险。例如，TAWS跑道模块提供剩余距离呼叫以通知飞行员剩余跑道距离从而实现通知之目的。通过将飞机沿着跑道的当前位置与跑道末端的位置进行比较确定是否发出呼叫。飞行员解读提供的信息并且然后确定要进行什么修正动作。
[0005]飞行员参考预期计划使用跑道地标(如剩余距离告示牌)估计它们在地面上的性能。这将就要求飞行员能够在所有状况下读懂告示牌(如果跑道上存在告示牌)并且然后估定与它们的制动性能相关程度。TAWS跑道模块提供剩余距离呼叫，但飞行员仍然需要使其与制动性能关联。当飞行员针对当前跑道状况和/或剩余跑道距离使用的制动不足时可能会出现问题。
【发明内容】
[0006]有利地，提供一种改进的警报系统以在飞行员针对当前跑道状况和/或剩余跑道距离使用不足的制动时向飞行员发出警报。以下详细地公开的主题致力于用于减少跑道偏离(即，飞机脱离跑道末端)的数目的系统和方法。提供了一种警报系统，该警报系统在计算机计算表示当前飞机制动不足(或者几乎不足)时向飞行员发出警报以使飞机免于脱离跑道末端。使用将飞机的当前地速、飞机的当前减速率或最大手动减速率、以及从飞机的当前位置到跑道末端的距离(即，剩余跑道距离)考虑在内的算法，来评估在滑跑期间的当前飞机制动。由大气数据惯性基准装置(ADIRU)测量当前地速和当前减速率，使用全球定位系统(GPS)测量飞机的当前位置，从跑道信息数据库中检索跑道末端的位置。
[0007]在本文中公开的主题的一个方面是用于飞机的机载制动警报系统，包括计算机系统和可操作地耦接至计算机系统的警报设备，计算机系统被编程为执行以下操作:(a)获得表示飞机在跑道上的当前位置和当前地速及最终地速、飞机的最大手动减速率、以及跑道末端的位置的数据；(b)计算从飞机的当前位置到跑道的末端的剩余跑道距离；(C)基于飞机的当前地速和最大手动减速率计算飞机在最大手动制动期间达到最终地速将会飞行的最大手动减速距离；(d)将最大手动减速距离与剩余跑道距离进行比较；以及(e)如果最大手动减速距离大于剩余跑道距离，发出警报激活信号。警报设备能够响应于由计算机系统发出的警报激活信号而产生警报(例如，视觉的或听觉的警报)。在飞机的滑跑期间执行操作(b)到(e)。
[0008]在本文中公开的主题的另一方面是用于飞机的机载制动警报系统，包括计算机系统和可操作地耦接至计算机系统的警报设备，计算机系统被编程为执行以下操作:(a)获得表示飞机在跑道上的当前位置和当前地速及最终地速、飞机的最大手动减速率、以及跑道末端的位置的数据；(b)计算从飞机的当前位置到跑道的末端的剩余跑道距离；(C)基于当前地速及最终地速和最大手动减速率计算最大手动减速时间；(d)基于飞机的当前地速和最大手动减速率计算飞机在等于最大手动减速时间和规定的时间间隔的总和的时段期间将会飞行的距离；(e)将在操作(d)中计算的距离与剩余跑道距离进行比较；以及(f)如果在操作(d)中计算的距离大于剩余跑道距离，则发出警报激活信号。警报设备能够响应于由计算机系统发出的警报激活信号而产生警报(例如，视觉的或听觉的警报)。在飞机的滑跑期间执行操作(b)到(f)。
[0009]在本文中公开的主题的另一方面是用于飞机的机载制动警报系统，包括计算机系统和可操作地耦接至计算机系统的警报设备，计算机系统被编程为执行以下操作:(a)获得表示飞机在跑道上的当前位置和当前地速及最终地速、以及跑道末端的位置的数据；(b)设置飞机的计划减速率的值；(C)计算从飞机的当前位置到跑道末端的剩余跑道距离；(d)基于飞机的当前地速和计划的减速率计算飞机在达到最终地速之前将会飞行的距离；(e)将在操作(d)中计算的距离与剩余跑道距离进行比较；以及(f)如果在操作(d)中计算的距离大于剩余跑道距离，则发出警报激活信号。警报设备能够响应于由计算机系统发出的警报激活信号而产生警报(例如，视觉的或听觉的警报)。在飞机的滑跑期间执行操作(b)到(f)。可选地，计算机系统被进一步编程为获得表示当前跑道状况和推力反向器使用的数据，其中，根据表示当前跑道状况和推力反向器使用的数据在操作(b)中设置计划减速率的值。可选地，计算机系统被编程为执行以下附加操作:获得表示飞机上已设置自动制动的数据;获得表示飞机的当前减速率的数据;并且将当前减速率与表中减速率的多个范围进行比较，每个范围均与各自的自动制动设置值和各自的跑道状况的状态相关。在这个实施方式中，在操作(b)中设置的计划减速率的值为包括当前减速率的减速率范围中的一个范围的最低值。
[0010]又一个方面是一种用于监测飞机滑跑期间的制动的方法，该方法包括:(a)获得表示飞机在跑道上的当前位置和当前地速及最终地速、飞机的最大手动减速率、以及跑道末端的位置的数据；(b)计算从飞机的当前位置到跑道末端的剩余跑道距离；(C)基于飞机的当前地速和最大手动减速率计算飞机在最大手动制动期间达到最终地速将会飞行的最大手动减速距离；以及(d)将所述最大手动减速距离与剩余跑道距离进行比较。由飞机上的计算机系统执行操作(a)到(d)。如果最大手动减速距离大于剩余跑道距离，发出警报激活信号;并且响应于发出警报激活信号来产生警报。
[0011]另一方面是用于监测飞机滑跑期间的制动的方法，该方法包括:(a)获得表示飞机在跑道上的当前位置和当前地速及最终地速、飞机的最大手动减速率、以及跑道末端的位置的数据；(b)计算从飞机的当前位置到跑道末端的剩余跑道距离；(C)基于所述当前地速及最终地速和所述最大手动减速率计算最大手动减速时间；(d)基于飞机的当前地速和最大手动减速率计算飞机在等于最大手动减速时间和规定的时间间隔的总和的时段期间将会飞行的距离；以及(e)将在操作(d)中计算的距离与剩余跑道距离进行比较。由飞机上的计算机系统执行操作(a)到(e)。如果在操作(d)中计算的距离大于剩余跑道距离，发出警报激活信号;并且响应于警报激活信号的发出产生警报。
[0012]本文中公开的主题的另一方面是用于监测飞机滑跑期间的制动的方法，该方法包括:(a)获得表示飞机在跑道上的当前位置和当前地速及最终地速、以及跑道末端的位置的数据；(b)设置飞机的计划减速率的值；(C)计算从飞机的当前位置到跑道末端的剩余跑道距离；(d)基于飞机的当前地速和计划的减速率计算飞机在达到最终地速之前将会飞行的距离；以及(e)将在操作(d)中计算的距离与剩余跑道距离进行比较。由飞机上的计算机系统执行操作(a)到(e)。如果在操作(d)中计算的距离大于剩余跑道距离，发出警报激活信号;并且响应于警报激活信号的发出产生警报。
[0013]根据一个选项，在前段中描述的方法进一步包括获得表示当前跑道状况和推力反向器使用的数据，其中，根据表示当前跑道状况和推力反向器使用的数据在操作(b)中设置计划减速率的值。根据另一选项，在前段中描述的方法进一步包括获得表示飞机上已设置自动制动的数据;获得表示飞机的当前减速率的数据；以及将当前减速率与表